WO2010105909A1 - Hydraulische lenkeinrichtung mit stromverstärkung und verfahren zur sicherheitsabschaltung des nebenstroms - Google Patents

Hydraulische lenkeinrichtung mit stromverstärkung und verfahren zur sicherheitsabschaltung des nebenstroms Download PDF

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WO2010105909A1
WO2010105909A1 PCT/EP2010/052704 EP2010052704W WO2010105909A1 WO 2010105909 A1 WO2010105909 A1 WO 2010105909A1 EP 2010052704 W EP2010052704 W EP 2010052704W WO 2010105909 A1 WO2010105909 A1 WO 2010105909A1
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WO
WIPO (PCT)
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control
valve
flow
steering
control valve
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/052704
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erhard Bergmann
Gerhard Voss
Markus Posch
Original Assignee
Bosch Rexroth Ag
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Publication date
Application filed by Bosch Rexroth Ag filed Critical Bosch Rexroth Ag
Publication of WO2010105909A1 publication Critical patent/WO2010105909A1/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/09—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves

Definitions

  • Hydraulic steering device with current amplification and method for safety shutdown of the secondary flow
  • the invention relates to a hydraulic steering device with current amplification, consisting of a main flow with a steering valve and a side stream with a flow control valve, wherein the flow control valve is arranged parallel to the steering valve and is controllable by a control signal from the main stream.
  • the invention further relates to a method for safety shutdown of the secondary flow of a steering device with current amplification, in which the secondary flow is guided both in the inlet a! S in the return via a Stromregelventif.
  • Such steering devices and methods are used in particular in slow-moving and Vietnamesenentaug lent vehicles with high axle loads.
  • Hydrostatic steering devices consist mainly of a rotary valve control valve and a metering pump.
  • the rotary valve control valve is formed from an outer control sleeve fitted in the housing and an inner, concentrically arranged control piston.
  • the control piston is connected on the one hand via a hub profile with a steering wheel and on the other hand via a pin connection relatively movable with the control sleeve.
  • the control sleeve is connected via a Stiftverbindu ⁇ g and a drive shaft rigidly connected to the rotor gear of the metering pump.
  • the control piston is centered by means of a spring element relative to the control sleeve in the situation.
  • the hydraulic steering device has connections for one inlet, one return and two cylinder lines for a steering cylinder.
  • steering devices are known with a so-called current gain, as described for example in EP 0 725 001 B1.
  • This steering device forms in a conventional manner a main power line for connecting the supply pump with the steering cylinder and back to the tank.
  • this Le ⁇ k has a bypass line which bypasses the metering pump and branches off before the metering pump of the main flow line and opens behind the metering pump back into the main flow line.
  • a flow control valve that hydraulically from the pressure difference is controlled, which is tapped via a located in the main Consta ⁇ tdros- sef. This always adjusts to a sidestream proportional to the main flow, wherein both streams together form the steering oil flow.
  • this steering device has the disadvantage that there is a constant linear dependence of the steering flow to the speed of the steering wheel and the size of this linear dependence is designed only for a particular application.
  • the E ⁇ nsatzmög- ability of the relevant steering device is limited.
  • the steering device is equipped with an electrical control unit that detects a dependent of the main flow measurement signal, it processes to different control variables and as a control signal to the flow control valve in the secondary power line passes.
  • Steering devices with a current gain have now a high standard of performance and are therefore used successfully in vehicles that move in the field.
  • these steering devices have a limited safety management againstjansausfäile and malfunction, which engages only in case of failure of the supply pump or the failure of the electrical control unit.
  • the steering device switches in case of failure of the supply pump to a manually operated Notienk réelle, while in case of failure of the electrical control unit, the flow control valve in the bypass line due to the absence of a control signal falls into its closed mid-position.
  • the secondary flow is shut off and the steering function is realized alone on the main flow of the steering device with a reduced steering volume.
  • this steering device provides no collateral if the electrical power steering control device has malfunctions and supplies incorrect control signals to the flow control valve located in the secondary power line.
  • WO 2008/017290 A1 has now disclosed a corresponding steering device which does not possess these disadvantages and ensures that the most diverse malfunctions of the electrical control device are technically compensated. This prevents, for example, that the secondary flow is directed counter to the main flow, that the secondary flow is too large or no longer proportional to the main flow or that the secondary flow flows, although the steering wheel of the steering device is not actuated.
  • the pressure-carrying lines of the main and secondary flow are connected via the flow control valve to the tank, so that no pressure can be exerted on the Lenkzyli ⁇ der. That would be a total failure of the steering. Such a security risk is unacceptable, especially in road traffic.
  • the invention is therefore based on the object to compensate for malfunction of located in the bypass line of a generic steering device flow control valve.
  • This object is achieved on the device side, that is located behind the StromregelventN a switchable check valve in the secondary return line, which is switchable by at least one SteuersignaS the Stromregelventifs.
  • the flow control valve is designed so that the control! is produced by a, a dangerous mismatching of the control piston characterizing control variable.
  • the object is achieved in that the secondary flow is shut off behind the flow control valve when a misalignment of the control piston of the flow control valve is detected.
  • the new steering device and the new method eliminate the disadvantages of the prior art.
  • the particular advantage lies in the high safety of the steering device.
  • the control signal that detects the malposition can be generated in the most diverse ways.
  • the control signal for adjusting the switchable blocking valve is generated by the malposition of the control piston of the flow control valve. This misalignment can be easily determined via a displacement sensor and compared with the wanted working position. A malposition of the control piston then leads directly to the blocking circuit of the downstream check valve.
  • the control signal for adjusting the switchable shut-off valve is the hydraulic control pressure of the flow control valve. Then, the current control pressure of the current control valve acts at a functionally correct working position simultaneously on the control piston of the flow control valve and on the downstream check valve. at a faulty position, the control pressure builds up on the wrong side of the control piston, while the control pressure on the right side of the control piston and thus also on the check valve coincides. Both pressure changes occur at the same time, so that the volute piston of the flow control valve and the downstream shut-off valve also react at the same time.
  • the check valve already closes before the beginning of a dangerous movement of the control piston, or does not even open, so that the faulty position of the control piston generates no steering volume flow and thus a dangerous steering movement of the vehicle is avoided. Vehicles with this steering device are therefore roadworthy.
  • Figure 1 the steering device in the neutral position in a first embodiment
  • Figure 2 the steering device of Figure 1 in a Lenkstellu ⁇ g.
  • Figure 3 the Lenkeinrichtu ⁇ g of Figure 1 in a Klemmsteliung.
  • Figure 4 the steering device in the neutral position in a second embodiment and
  • Figure 5 the Lenkeinrichtu ⁇ g in a steering position in a third embodiment.
  • the steering circuit according to the figures 1 to 5 shows a steering device with a steering valve 1.
  • the steering valve 1 has a rotary valve controlled metering pump 2, which is connected via a steering linkage with a hand steering wheel 3.
  • the Lenkventi! 1 further has a Hauptzuiauflettung 4, which is connected via an inlet port 5 with a supply pump, not shown, and a main return line 6, which leads via a return port 7 to a tank, also not shown.
  • the steering valve 1 also has two cylinder lines 8 and 9, which are both connected via two Zyiinderan everything 10, 11 with a Le ⁇ kzylinder not shown, and which are each responsible for one of the two steering directions.
  • the return from the steering cylinder to the tank is in turn via the flow control valve 14 and a rinse Wegan- leading 7 Mau Weglaufleitu ⁇ g 15.
  • the steering device is designed so that the main flow is always supplied by the supply pump priority and needs, with the sidestream occupies a predetermined proportionality to the main stream.
  • the flow control valve 14 in the bypass duct is preferably designed according to Figures 1 to 4 as a double-sided by return springs 16, 17 loaded three-position valve having a closed center position and two opposite working positions, allowing in each of the two working positions a regulated inlet flow and an unthrottled return become.
  • the three-position valve of Stromregelventiis 14 is designed in a special way so that each working position of the control piston three, the flow control valve 14 parallel control paths 18, 18 ', 19, 19', 20, 20 'are assigned.
  • a switchable check valve 25 with a locked and an open position, which is preferably a two-way / two-position valve.
  • This switchable check valve 25 is on the one hand in the direction of the blocking division by a Return spring 26 loaded and on the other hand acted upon by the control pressure in the respective control line 21, 22 of the flow control valve 14 in the direction of the open position.
  • the switchable check valve 25 is connected from its control pressure side via a first control line 27 to the flow control valve 14 on the one hand and via a second control line 28 to the flow control valve 14 on the other hand.
  • An interposed Or valve 29 makes the selection of the applicable control side of the flow control valve 14.
  • the switchable shut-off valve 25 ' is designed as a four-way / two-position valve, wherein the secondary feed line 12 to the flow control valve 14 is likewise guided via the switchable shut-off valve 25'.
  • the steering valve 1 of the steering device In the non-actuated neutral position according to FIG. 1, the steering valve 1 of the steering device is closed so that there is no main flow and the oil delivered by the supply pump is returned directly to the tank.
  • the flow control valve 14 in the Maustromleitu ⁇ g is also closed, because the control piston receives no control signal and is held by the two return springs 16, 17 in the locked center position. So no side current flows.
  • the actuation of the manual steering wheel 3 within the steering valve 1 causes the steering device to deflect a rotary valve control valve belonging to the metering pump 2 and thus to open corresponding adjustable throttles.
  • the oil supplied by the supply pump is metered by the metering pump 3 and conveyed as a main flow in the corresponding chamber of the steering cylinder.
  • control valve 24 is actuated by a separate control signal so that it opens and releases a corresponding control oil flow.
  • This Steueröistrom charged the control piston of the flow control valve 14 and moves it to the appropriate working position.
  • a side stream flows from Zulaufanschius 5 via the opening check valve 13 and the open flow control valve 14 to the steering cylinder.
  • the main flow and the secondary flow behave proportionally to one another and together form the steering oil flow acting on the steering cylinder.
  • the switchable check valve 25 is opened because the control oil flow in the control line 22 for the control piston of the flow control valve 14 simultaneously via the equilateral control path 20 'in the flow control valve 14 and via the OR valve 29 to the check valve 25 and it loads.
  • the second embodiment of the steering device according to FIG. 4 has the same function as the first embodiment according to FIGS. 1 to 3 just described.
  • the flow control valve 14 is again designed as a both sides by return springs 16, 17 loaded three-position valve having a closed center position and two opposite working positions, allowing in each of the two working positions a regulated inlet flow and an unthrottled return
  • the flow control valve 14 ' has instead of the control paths 18, 18', 19, 19 ', 20, 20' from the other embodiments, a signal sensor 30, which is preferably a displacement sensor and the input side with the control piston of the flow control valve 14 'and output It is connected via an electronic control unit 32 to an electrical control unit 31 of the switchable shut-off valve 25.
  • the signal sensor 30 on the flow control valve 14, the electrical control unit 32 and the electrical control unit 31 of the switchable check valve 25 form an electrical control circuit.
  • the steering device with current amplification in this third embodiment operates in the neutral position and in the power steering operation in the same way as the other two embodiments.
  • the signal sensor 30 detects the position of the control piston, compares this position with the direction of rotation of the steering wheel or another, the desired position characterizing function parameters of the steering device and reports a possible malposition of the electrical Controller 32.
  • the controller 32 produces a control signal and reports it to the electrical control unit 31, which adjusts the switchable check valve 25 in the open position or the locked position.

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Abstract

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Fehlfunktionen des in der Nebenstromleitung einer gattungsgemäßen Lenkeinrichtung befindlichen Stromregelventils auszugleichen. Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass sich in der Nebenrücklaufleitung (15) hinter dem Stromregelventil (14, 14') ein schaltbares Sperrventil (25, 25') befindet, das von mindestens einem Steuersignal des Stromregelventils (14, 14') schaltbar ist. Dabei ist das Stromregelventil (14, 14') so ausgeführt, dass das Steuersignal von einer, eine gefahrbringenden Fehlstellung des Regelkolbens kennzeichnenden Steuergröße erzeugt wird. Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Nebenstrom hinter dem Stromregelventil (14, 14') abgesperrt wird, wenn eine Fehlstellung des Regelkolbens des Stromregelventils (14, 14') festgestellt wird.

Description

Beschreibung
Hydraulische Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung und Verfahren zur Sicherheitsabschaltung des Nebenstroms
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung, bestehend aus einem Hauptstrom mit einem Lenkventil und einem Nebenstrom mit einem Stromregelventil, wobei das Stromregelventil parallel zum Lenkventil angeordnet ist und von einem Steuersignal aus dem Hauptstrom steuerbar ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Sicherheitsabschaltung des Nebenstroms einer Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung, bei dem der Nebenstrom sowohl im Zulauf a!s auch im Rücklauf über ein Stromregelventif geführt wird.
Derartige Lenkeinrichtungen und Verfahren werden insbesondere in langsam fahrenden und straßentaug liehen Fahrzeugen mit hohen Achslasten eingesetzt.
Hydrostatische Lenkeinrichtungen bestehen in der Hauptsache aus einem Drehschiebersteu- erventil und einer Dosierpumpe. Das Drehschiebersteuerveπtil wird aus einer äußeren, im Gehäuse eingepassten Steuerhüise und einem inneren, konzentrisch angeordneten Steuerkolben gebildet. Der Steuerkolben ist einerseits über ein Zahnnabenprofil mit einem Lenkrad und andererseits über eine Stiftverbindung relativ beweglich mit der Steuerhülse verbunden. Die Steuerhülse ist über eine Stiftverbinduπg und eine Antriebswelle starr mit dem Läufer- zahnrad der Dosierpumpe verbunden. Der Steuerkolben ist mittels eines Federelementes gegenüber der Steuerhülse in der Lage zentriert. Gegen die Kraft dieses Federelementes sind Steuerkoiben und Steuerhülse begrenzt zueinander drehbar. Zwischen dem Drehschiebersteuerventil und der Dosierpumpe besteht über Kommutatorbohrungen eine hydraulische Verbindung. Die hydraulische Lenkeinrichtung besitzt Anschlüsse für einen Zulauf, einen Rücklauf und für zwei Zylinderleitungen für einen Lenkzylinder.
Inzwischen sind Lenkeinrichtungen mit einer so genannten Stromverstärkung bekannt, wie sie beispielsweise in der EP 0 725 001 B1 beschrieben ist. Diese Lenkeinrichtung bildet in herkömmlicher Weise eine Hauptstromleitung zur Verbindung der Versorgungspumpe mit dem Lenkzylinder und zurück zum Tank aus. Zusätzlich besitzt diese Leπkeinrichtung eine Nebenstromleitung, welche die Dosierpumpe umgeht und dazu vor der Dosierpumpe von der Hauptstromleitung abzweigt und hinter der Dosierpumpe wieder in die Hauptstromleitung einmündet. In der Nebenstromleitung befindet sich ein Stromregelventil, dass hydraulisch von der Druckdifferenz gesteuert wird, die über eine in der Hauptleitung befindliche Konstaπtdros- sef abgegriffen wird. Damit stellt sich stets ein zum Hauptstrom proportionaler Nebenstrom ein, wobei beide Ströme zusammen den Lenkölstrom bilden.
Diese Lenkeinrichtung hat allerdings den Nachteil, dass eine konstante lineare Abhängigkeit des Lenkförderstromes zur Drehzahl des Lenkrades besteht und die Größe dieser linearen Abhängigkeit nur auf eine bestimmte Anwendung ausgelegt ist. Damit ist die Eϊnsatzmög- lichkeit der betreffenden Lenkeinrichtung eingeschränkt.
Aus der DE 103 01 752 A1 ist nun eine verbesserte Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung bekannt geworden, die verschiedene Proportionalitäten zwischen dem Hauptstrom und dem Nebenstrom ermöglicht Dazu ist die Lenkeinrichtung mit einem elektrischen Steuergerät ausgerüstet, das ein vom Hauptstrom abhängiges Messsignal erfasst, es zu verschiedenen Steuergrößen verarbeitet und als ein Steuersignal an das Stromregelventil in der Neben- Stromleitung weitergibt.
Lenkeinrichtungen mit einer Stromverstärkung haben inzwischen einen hohen Leistungsstandard und werden demnach mit Erfolg in Fahrzeuge eingesetzt, die sich im Gelände bewegen. Diese Lenkeinrichtungen haben aber ein begrenztes Sicherheitsmanagement gegen Funktionsausfäile und Fehlfunktionen, das nur bei einem Ausfall der Versorgungspumpe oder dem Ausfall des elektrischen Steuergerätes eingreift. So schaltet die Lenkeinrichtung bei einem Ausfall der Versorgungspumpe auf einen von Hand betriebenen Notienkbetrieb um, während bei einem Ausfall des elektrischen Steuergerätes das Stromregeventil in der Nebenstromleitung wegen des Ausbleibens eines Steuersignals in seine geschlossene Mit- telstellung fällt. Damit ist der Nebenstrom abgesperrt und die Lenkfunktion wird allein über den Hauptstrom der Lenkeinrichtung mit einem verminderten Lenkvolumen realisiert.
Diese Lenkeinrichtung bietet aber keine Sicherheiten, wenn das den Nebenstrom elektrisch steuernde Steuergerät Fehlfunktionen hat und falsche Steuersignale an das in der Neben- Stromleitung befindliche Stromregelventil liefert.
Aus der WO 2008/017290 A1 wurde nun eine entsprechende Lenkeinrichtung bekannt, die diese Nachteile nicht besitzt und dafür sorgt, dass die verschiedensten Fehlfunktionen des elektrischen Steuergerätes technisch ausgeglichen werden. Damit wird beispielsweise ver- hindert, dass der Nebenstrom zum Hauptstrom entgegen gerichtet ist, dass der Nebenstrom gegenüber dem Hauptstrom zu groß oder nicht mehr proportional bemessen ist oder dass der Nebenstrom fließt, obwohl das Lenkrad der Lenkeinrichtung nicht betätigt wird. Diese Lenketnrichtuπg mit Stromverstärkung bietet aber keine Sicherheit gegen Funktionsstörungen des Stromregelveπtils in der Nebeπstromleitung. So ist es nicht ausgeschlossen, dass sich der Regelkolben des Stromregeiventils verklemmt, wodurch unbeabsichtigt Strömungswege geöffnet oder verschlossen werden. Wenn der Regetkolben des Stromregelven- tils beispielsweise in einer Arbeitsstellung klemmt, dann sind die druckführenden Leitungen des Haupt- und Nebenstromes über das Stromregelventil mit dem Tank verbunden, sodass kein Druck mehr auf den Lenkzyliπder ausgeübt werden kann. Dass wäre ein Totalausfall der Lenkung. Ein derartiges Sicherheitsrisiko ist insbesondere im Straßenverkehr unakzeptabei.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, Fehlfunktionen des in der Nebenstromleitung einer gattungsgemäßen Lenkeinrichtung befindlichen Stromregelventils auszugleichen.
Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass sich in der Nebenrücklaufleitung hinter dem StromregelventN ein schaltbares Sperrventil befindet, das von mindestens einem SteuersignaS des Stromregelventifs schaltbar ist. Dabei ist das Stromregelventil so ausgeführt, dass das Steuersigna! von einer, eine Gefahr bringenden Fehlsteilung des Regelkolbens kennzeichnenden Steuergröße erzeugt wird.
Verfahrensseitig wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Nebenstrom hinter dem Strom- regelventil abgesperrt wird, wenn eine Fehistellung des Regelkolbens des Stromregelventils festgestellt wird.
Die neue Lenkeinrichtung und das neue Verfahren beseitigen die genannten Nachteile des Standes der Technik. Dabei liegt der besondere Vorteil in der hohen Sicherheit der Lenkein- richtung. So wird dafür gesorgt, dass die Lenkeinrichtung bei einer nicht ordnungsgemäßen Funktion des Stromregelventils, wie sie beispielsweise durch eine Klemmung hervorgerufen wird, von ihrer stromverstärkten Lenkfuπktion auf eine stromreduzierte Lenkfunktioπ zurückfällt. Dabei kann das Steuersignal, das die Fehlstellung feststellt, auf die vielfältigste Weise erzeugt werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Steuersignal zur Verstellung des schalt- baren Sperrventils durch die Fehlstellung des Regelkolbens des Stromregelventils erzeugt wird. Diese Fehistellung kann leicht über einen Wegsensor ermittelt und mit der gewollteπ Arbeitsstellung verglichen werden. Eine Fehlstellung des Regelkolbens führt dann unmittelbar zur sperrenden Schaltung des nachgeordneten Sperrventils.
Besonders zweckmäßig ist es aber, wenn das Steuersignal zur Verstellung des schaltbaren Sperrventils der hydraulische Steuerdruck des Stromregelventils ist. Dann wirkt der aktuelle Steuerdruck des Stromregeiventils bei einer funktionsgerechten Arbeitsstellung gleichzeitig auf den Regelkolben des Stromregeiventils und auf das nachgeordnete Sperrventil. Bei einer fehlerhaften Stellung baut sich der Steuerdruck auf der falschen Seite des Regelkolbens auf, während der Steuerdruck auf der richtigen Seite des Regelkolbens und damit auch am Sperrventil zusammen fällt. Beide Druckveränderungeπ laufen zeitgieich ab, sodass auch der Regefkolben des Stromventils und das nachgeordnete Sperrventil gleich- zeitig reagieren. Dabei schließt das Sperrventil bereits vor Beginn einer gefahrbringenden Bewegung des Regelkolbens, oder öffnet gar nicht erst, sodass die fehlerhafte Stellung des Regelkolbens keinen Lenkvolumenstrom erzeugt und damit eine gefahrbringende Lenkbewegung des Fahrzeuges vermieden wird. Fahrzeuge mit dieser Lenkeinrichtung sind demnach straßentauglich.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der neuen Lenkeinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8, 10, 11.
Die Erfindung soll anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Dazu zeigen:
Figur 1 : die Lenkeinrichtung in der Neutralstellung in einer ersten Ausführungsform;
Figur 2: die Lenkeinrichtung nach der Fig. 1 in einer Lenkstelluπg;
Figur 3: die Lenkeinrichtuπg nach der Fig. 1 in einer Klemmsteliung; Figur 4: die Lenkeinrichtung in der Neutralstellung in einer zweiten Ausführungsform und Figur 5: die Lenkeinrichtuπg in einer Lenkstellung in einer dritten Ausführungsform.
Der Lenkkreislauf gemäß den Figuren 1 bis 5 zeigt eine Lenkeinrichtung mit einem Lenkventil 1. Das Lenkventil 1 besitzt eine drehschiebergesteuerte Dosierpumpe 2, die über ein Lenkgestänge mit einem Handlenkrad 3 verbunden ist. Das Lenkventi! 1 besitzt weiterhin eine Hauptzuiauflettung 4, die über einen Zulaufanschluss 5 mit einer nicht dargestellten Versorgungspumpe verbunden ist, und eine Hauptrücklaufleitung 6, die über einen Rücklaufan- schluss 7 zu einem ebenfalls nicht gezeigten Tank führt.
Das Lenkventil 1 weist außerdem zwei Zylinderleitungen 8 und 9 auf, die beide über zwei Zyiinderanschlüsse 10, 11 mit einem nicht dargestellten Leπkzylinder verbunden sind und die jeweils für eine der beiden Lenkrichtungen zuständig sind.
Damit bildet sich eine Hauptstromleitung von der Versorgungspumpe über die Dosierpumpe 2 des Lenkventils 1 zum Lenkzylinder und vom Lenkzylinder zurück über die Dosierpumpe 2 des Leπkventils 1 zum Tank aus. Von der Hauptzulaufleitung 4 zweigt eine Nebenzulaufleitung 12 ab, die über ein in Zulaufrichtung öffnendes Rückschlagventil 13 und einem Stromregelvent.il 14 zu einem der beiden, mit dem Lenkzyltπder verbundenen Zylinderanschlüsse 10, 1 1 führt. Der Rücklauf vom Lenkzylinder zum Tank erfolgt wiederum über das Stromregelventil 14 und eine zum Rücklaufan- Schluss 7 führenden Nebenrücklaufleituπg 15. Damit besteht eine Nebenstromleitung von einer Versorgungspumpe über das Stromregeiventil 14 zum Leπkzylinder und zurück zum Tank.
Die Lenkeinrichtung ist so ausgelegt, dass der Hauptstrom von der Versorgungspumpe stets vorrangig und bedarfsgerecht versorgt wird, wobei der Nebenstrom eine vorbestimmte Proportionalität zum Hauptstrom einnimmt.
Das Stromregelventil 14 in der Nebenstromleitung ist nach den Figuren 1 bis 4 vorzugsweise als ein beidseitig durch Rückstellfedern 16, 17 belastetes Dreistellungsventil ausgelegt, das eine geschlossene Mittelstellung und zwei gegenüberliegende Arbeitsstellungen besitzt, wobei in jeder der beiden Arbeitsstellungen ein geregelter Zulaufstrom und ein ungedrosselter Rücklauf ermöglicht werden. Das Dreistellungsventil des Stromregelventiis 14 ist in besonderer Weise so ausgeführt, dass jeder Arbeitsstellung des Regelkolbens drei, das Stromregelventil 14 parallel durchlaufende Steuerpfade 18, 18', 19, 19', 20, 20' zugeordnet sind. Dabei handelt es sich jeweils um einen mittig angeordneten und geschlossenen Steuerpfad 19, 19' für die geschlossene Mittelstellung des Stromregelventils 14 und einerseits einen geschlossenen Steuerpfad 18, 18' für die gegenüberliegende Arbeitsstellung und andererseits einen offenen Steuerpfad 20, 20' für die gleichseitige Arbeitsstellung des Stromregelventils 14.
Damit sind in der Mittelstellung des Stromregelventils 14 alle Steuerpfade 18, 18', 19, 19', 20, 20' gesperrt, während in jeder Arbeitsstellung des Stromregelventils 14 ein Steuerpfad 20, 20' geöffnet ist. Zu beiden Seiten besitzt das Stromregelventil 14 jeweils eine Steuerleitung 21, 22, in denen jeweils ein intern oder extern versorgtes hydraulisches und elektrisch steuerbares Stellventil 23, 24 zum Auslenken des Stromregelventils 14 in die eine oder die andere der beiden Arbeitsstellungen angeordnet ist. Jede der beiden Steuerleitungen 21 , 22 verzweigt sich und verbindet die Steuerleitung 21 , 22 zusätzlich mit dem jeweiligen mittig angeordneten und geschlossenen Steuerpfad 19, 19' für die geschlossene Mittelstellung des Stromregelventils 14.
Nach den Figuren 1 bis 3 befindet sich in der Nebenrücklaufleitung 15 zwischen dem Stromregelventil 14 und dem Rücklaufanschluss 7 ein schaltbares Sperrventil 25 mit einer gesperrten und einer offenen Stellung, das vorzugsweise ein Zweiwege-/Zweistellungs-Ventil ist. Dieses schaltbare Sperrventil 25 ist einerseits in Richtung der Sperrsteilung durch eine Rückstellfeder 26 belastet und wird andererseits durch den Steuerdruck in der jeweiligen Steuerleitung 21 , 22 des Stromregelventils 14 in Richtung der Offenstellung beaufschlagt. Dazu ist das schaltbare Sperrventil 25 von seiner Steuerdruckseite über eine erste Steuerleitung 27 mit dem Stromregelventil 14 einerseits und über eine zweite SteuerSeitung 28 mit dem Stromregelventil 14 andererseits verbunden. Ein dazwischen geschaltetes Oder- Ventil 29 trifft die Auswahl der zutreffenden Steuerseite des Stromventils 14.
Gemäß der Figur 4 ist das schaltbare Sperrventil 25' als ein Vierwege-/Zweistellungs-Ventil ausgeführt, wobei die Nebenzulaufleitung 12 zum Stromregelventil 14 ebenfalls über das schaltbare Sperrventil 25' geführt wird.
Die Funktion einer derartigen Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung ist allgemein bekannt.
In der nicht betätigten Neutralstellung gemäß der Figur 1 ist das Lenkventil 1 der Lenkein- richtung geschlossen, sodass es keinen Hauptstrom gibt und das von der Versorgungspumpe gelieferte Öl direkt in den Tank zurückbefördert wird. Das Stromregelventil 14 in der Neben- stromleituπg ist ebenfalls geschlossen, weil der Regelkolben kein Steuersignal erhält und durch die beiden Rückstellfedern 16, 17 in die gesperrte Mittelstellung gehalten wird. Damit fließt auch kein Nebenstrom.
Im Servolenkbetrieb gemäß der Figur 2 kommt es durch die Betätigung des Handlenkrades 3 innerhalb des Lenkventils 1 der Lenkeinrichtung zur Auslenkung eines zur Dosierpumpe 2 gehörenden Drehschiebersteuerventils und damit zum Öffnen entsprechender verstellbarer Drosseln. Dabei wird das von der Versorgungspumpe gelieferte Öl von der Dosierpumpe 3 abgemessen und als ein Hauptstrom in die entsprechende Kammer des Lenkzylinders befördert.
Gleichzeitig wird das mit der Drehrichtung des Handlenkrades 3 übereinstimmende Stellventil 24 durch ein gesondertes Steuersignal betätigt, sodass es öffnet und einen entsprechenden Steuerölstrom freigibt. Dieser Steueröistrom belastet den Regelkolben des Stromregeiventils 14 und verschiebt ihn in die entsprechende Arbeitsstellung. Damit fließt ein Nebenstrom vom Zulaufanschiuss 5 über das sich öffnende Rückschlagventil 13 und dem offenen Stromregelventil 14 zum Lenkzylinder. Der Hauptstrom und der Nebenstrom verhalten sich proportional zueinander und ergeben zusammen den auf den Lenkzylinder wirkenden Lenkölstrom. Dabei ist das schaltbare Sperrventil 25 geöffnet, weil der Steuerölstrom in der Steuerleitung 22 für den Regelkolben des Stromregelventils 14 gleichzeitig über den gleichseitigen Steuerpfad 20' im Stromregelventil 14 und über das Oder-Ventil 29 zum Sperrventil 25 gelangt und es belastet. Das durch den Einschlag der Räder verdrängte Öl wird daher sowohl über die Hauptrücklaufleituπg 6 des Lenkventiis 1 als auch über die Nebenrücklaufleitung 15 in den Tank zurück befördert. Bei einer Fehlstelfuπg gemäß der Figur 3, die beispielsweise eine Klemmung des Regelkαfbens des Stromregelventils 14 sein kann, entspricht die Arbeitsstel- lung des Stromregelventils 14 nicht dem Steuersignal in einer der beiden Steuerieitungen 21, 22. So steht in diesem Fall die Steuerleitung 21 unter Druck, um die Arbeitsstellung des Stromregelventils 14 in die eine Lenkrichtung zu ermöglichen, während sich der Regelkolben des Stromregelventils 14 durch seine Fehlstellung in der Arbeitssteliung für die andere Lenkrichtung befindet. In dieser Fehlstellung ist aber der zutreffende Steuerpfad 18 unterbrochen, sodass sich kein Steuersignal auf das schaltbare Sperrventil 25 fortpflanzen kann. Mit dem Zusammenbruch des Steuerdrucks in der Steuerleitung fehlt es auch an dem erforderlichen Steuerdruck am Sperrventil 25, um es offen zu halten. Das schaltbare Sperrventil 25 schließt automatisch durch die Kraft einer Stellfeder und unterbricht damit die Nebenrücklaufleitung 15. Die Lenkeinrichtung arbeitet daher ohne Stromverstärkung, wobei die Funktion der Lenkeinrichtung erhalten bleibt.
Die zweite Ausführungsform der Lenkeinrichtung nach der Figur 4 besitzt die gleiche Funktion, wie die soeben beschriebene erste Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3.
In einer dritten Ausführungsform nach der Figur 5 ist das Stromregelventil 14" wiederum als ein beidseitig durch Rückstellfedern 16, 17 belastetes Dreistellungsventil ausgelegt, das eine geschlossene Mittelstellung und zwei gegenüberliegende Arbeitsstellungen besitzt, wobei in jeder der beiden Arbeitsstellungen ein geregelter Zulaufstrom und ein ungedrosselter Rücklauf ermöglicht werden. Es sind auch wieder zwei gegenüberliegende und durch Stellventile 23, 24 aktivierbare Steuerleitungen 21 , 22 vorgesehen, die den Regelkolben einerseits und andererseits belasten. In der Nebenrücklaufleitung 15 befindet sich wieder ein schaltbares Sperrventil 25, vorzugsweise wieder in der Ausführung eines Zweiwege- /Zweistelluπgsventtls. Das Stromregelventil 14' besitzt an Stelle der Steuerpfade 18, 18', 19, 19', 20, 20' aus den anderen Ausführungsformen einen Signalaufnehmer 30, der vorzugsweise ein Wegsensor ist und der eingangsseitig mit dem Regelkolben des Stromventils 14' und ausgangsseitig über ein eiektrisches Steuergerät 32 mit einer elektrischen Stelieinheit 31 des schaltbaren Sperrventils 25 verbunden ist. Somit bilden der Signalaufnehmer 30 am Stromregelventil 14, das elektrische Steuergerät 32 und die elektrische Stelleinheit 31 des schaltbaren Sperrventils 25 einen elektrischen Steuerkreis. Die Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung in dieser dritten Ausführungsform arbeitet in der Neutralstellung und im Servo- lenkbetrieb in gleicher Weise wie die anderen beiden Ausführungsformen. Der Signalaufnehmer 30 erfasst die Position des Regelkolbens, vergleicht diese Position mit der Drehrichtung des Lenkrades oder einem anderen, die gewollte Position kennzeichnenden Funktionsparameter der Lenkeinrichtung und meldet eine mögliche Fehlstellung an das elektrische Steuergerät 32. Das Steuergerät 32 produziert daraus ein Steuersignal und meldet es an die elektrische Stelleinheit 31 , die das schaltbare Sperrventil 25 in die Offenstellung oder die Sperrstellung verstellt.
Liste der Bezugszeichen
1 LenkventiS
2 Dosierpumpe
3 Handlenkrad
4 Hauptzulaufleitung
5 Zulaufanschluss
6 Hauptrücklaufleitung
7 Rückiaufanschluss
8 Zyliπderleitung
9 Zylinderleitung
10 Zyiinderanschluss
1 1 Zylinderanschluss
12 Nebenzulaufleitung
13 Rückschlagventil
14 14' Strom regelventii
15 Neben rücklaufleitung
16 Rückstellfeder
17 Rückstellfeder
18 18' Steuerpfad
19 19' Steuerpfad
20 20' Steuerpfad
21 Steuerleitung
22 Steuerleitung
23 Steilventil
24 Stellventil
25 25' schaltbares Sperrventil
26 Rückstellfeder
27 erste Steuerleitung
28 zweite Steuerleitung
29 Oder-Ventil
30 Signalaufnehmer
31 elektrische Stelleinheit
32 elektrisches Steuergerät

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulische Lenkeinrichtung mit Stromverstärkung, bestehend aus einem Hauptstrom mit einem Lenkventil (1) und einem Nebenstrom mit einem Stromregelventil (14, 14'), wobei das Stromregelventil (14, 14') parallel zum Lenkventif (1) angeordnet ist und von einem Steuersignal aus dem Hauptstrom steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich in der Nebenrückiaufteitung (15) hinter dem Stromregelventil (14, 14') ein schaltbares Sperrventil (25, 25') befindet, das von mindestens einem Steuersignal des Stromre- gelventils (14, 14') schaitbar ist, wobei das Stromregelventif (14, 14') so ausgeführt ist, dass das Steuersignal von einer, eine gefahrbringende Fehlstellung des Regelkolbens kennzeichnenden Steuergröße erzeugt wird.
2. Hydraulische Leπkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schaltbare Sperrventii (25, 25') eine von einer
Rückstellfeder (26) belastete Sperrstellung und eine vom Steuersignal des Stromregel- ventfls (14, 14') schaltbare Offenstellung besitzt.
3. Hydraulische Leπkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal für das Sperrventii (25, 25') der hydraulische Steuerdruck des Stromregelventils (14) ist.
4. Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem schaltbaren Sperrventil (25, 25') zur Auswahl des für die Lenkrichtung maßgeblichen hydraulischen Steuerdrucks ein Oder-Ventil (29) vorgeschaltet ist.
5. Hydraulische Lenkeiπrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromregelventil (14) zur Übertragung des Steuer- Signals für das schaltbare Sperrventil (25) einen die Arbeitssteüungen umgehenden
Steuerpfad (20, 20') besitzt, der in jeder funktionierenden Arbeitssteilung offen und in jeder Fehlstellung geschlossen ausgeführt ist.
6. Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromregelventil (14) ein Vierwege-
/Dreistellungsventil ist und drei parallele Steuerpfade (18, 18', 19, 19", 20, 20') besitzt, wobei - der erste Steuerpfad (19, 19') gesperrt und der gesperrten Mittelstellung des Stromre- gelventils (14) zugeordnet ist,
- der zweite Steuerpfad (20, 20') offen und der gleichseitigen Arbeitsstellung des Strom- regelventüs (14) zugeordnet ist und
- der dritte Steuerpfad (18, 18') gesperrt und der gegenüberliegenden Arbeitssteliung des Stromregelventits (14) zugeordnet ist.
7. Hydraulische Lenkeinrichtuπg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuergröße für das schaltbare Sperrventil (25, 25') die Position des Regelkolbens des Strom reg eiventi Is (14') ist.
8. Hydraulische Lenkeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromregelventil (14') mit einem Signalaufnehmer (30) zur Feststellung der Position des Regelkolbens und das schaltbare Sperrventil (25, 25') mit einer elektrischen Steileinheit (31) ausgerüstet sind, die beide durch ein elektri- sches Steuergerät (32) in einen elektrischen Steuerkreis eingebunden sind.
9. Verfahren zur Sicherheitsabschaltung des Nebenstroms einer hydraulischen Lenketnrichtung mit Stromverstärkung,
- bestehend aus einem Hauptstrom mit einem Lenkventil (1) und einem Nebenstrom mit einem Stromregelventil (14, 14'), wobei das Stromregelventil (14, 14') parallel zum
Lenkventü (1) angeordnet und von einem Lenksignal aus dem Hauptstrom steuerbar ist,
- bei dem der Nebenstrom sowohl im Zulauf zu einem Lenkzylinder als auch im Rücklauf vom Leπkzylinder über ein Stromregelventil (14, 14') geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebeπstrom hinter dem Stromregelventil (14, 14') abgesperrt wird, wenn eine Fehlstellung des Regelkolben des Stromregelventils (14, 14') festgestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstrom dann abgesperrt wird, wenn das Lenksignal des Hauptstromes entgegen der Fehlstellung des Regelkolbens des Strorn- regelventils (14, 14') gerichtet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Nebenstrom dadurch abgesperrt wird, dass ein fair die Absperrung benötigter hydraulischer Steuerstrom durch die Fehlstellung des Regelkolbens unterbrochen wird.
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